Comment choisir un instrument d'astronomie?

L'une des étapes importante de la "carrière" d'un astronome amateur est l'acquisition d'un instrument d'observation. En dehors de la question du prix -qui peut parfois être significative- le domaine est très complexe tant sont nombreux les paramètres, les offres, ou les types d'instruments. On peut, pour essayer d'y voir clair, considérer que certains critères de base sont fondamentaux, d'une part et que, d'autre part, la question peut aussi être abordée sous l'angle de la progression qui fait qu'un astronome amateur passe de l'époque où il est débutant à celle où il est de plus en plus avancé dans la pratique de son passe-temps. On peut noter une tendance récente à affirmer que, à ouverture égale, les télescopes construits par les amateurs (qui sont souvent du type Newton) sont la plupart du temps aussi bons que les instruments du commerce (et meilleurs si la construction est particulièrement soignée) et qu'on peut trouver des essais d'instruments qui remettent en cause la qualité de certains instruments et montures de certaines marques réputées ou connues -le seul problème, sur ce point, est que la construction d'un instrument d'astronomie n'est pas une mince affaire, surtout si l'on n'est pas un bricoleur avancé. L'achat d'un télescope représentant financièrement une dépense conséquente, le mieux sera, si cela est possible, de se rendre à une de ces soirées d'observation souvent organisées par les clubs d'astronomes amateurs: en effet, on peut mettre l'oeil à l'oculaire de différents instruments, de différentes marques, ce qui donne une idée de ce que l'on peut obtenir comme image visuelle ou de ce qu'on aimerait posséder comme instrument personnel, sans compter les échanges de vue avec les astronomes amateurs présents. On peut aussi lire -mais avec un résultat moindre- des essais et comparaisons d'instruments sur le Web ou dans les revues spécialisées. Enfin, le monde de l'astronomie amateur est sujet aux modes en termes d'instruments: tel ou tel type qui peut être à la mode à une époque peut ne plus l'être une dizaine d'années après, par exemple. Le meilleur point de vue sur le choix d'un instrument pourrait bien être le suivant, trouvé sur Internet: "le meilleur instrument est celui que vous utiliserez le plus"

une lunette astronomique d'entrée de gamme est souvent un bon instrument pour les débutants! site 'Amateur Astronomy'

Les critères de base

Débuter, progresser

Les critères de base

Bien qu'un nombre important de paramètres affectent le choix d'un instrument d'astronomie -dont, comme on l'a dit, le prix- les principes fondamentaux incontournables sont que la priorité doit être donnée à l'ouverture de l'instrument (pour simplifier, son diamètre) et à la stabilité de son support (la "monture" et le support au sens strict). Le plus l'ouverture de l'instrument sera grande, le plus son support sera stable, le meilleur l'instrument sera. Cela va à l'encontre de l'erreur usuelle commise en la matière, qui consiste à se préoccuper d'abord du pouvoir grossissant de l'instrument (combien cet instrument grossit-il?). Le pouvoir grossissant d'un instrument d'astronomie n'est qu'un facteur secondaire. On peut prendre ensuite en compte le domaine d'observation qui sera pratiqué ainsi que quelques considérations supplémentaires

Ouverture et stabilité Quel domaine d'observation?

Portabilité, informatique

Ouverture et stabilité

Tous les intruments d'astronomie sont des outils à collecter de la lumière. C'est ce qui explique que le critère fondamental réside en l'ouverture de l'instrument: le plus le diamètre d'un instrument d'astronomie est grand, le plus il collectera de lumière, le plus les objets observés seront lumineux et le plus le pouvoir de résolution de l'instrument sera grand, c'est-à-dire son aptitude à voir des détails sur l'objet observé. En d'autres termes, l'ouverture détermine la quantité de lumière collectée ainsi que la luminosité et la qualité de l'image. Le deuxième élément à prendre en compte est qu'un instrument d'astronomie n'est pas qu'un tube avec de l'optique. Il s'utilise avec un système de support. Là, le critère fondamental est que c'est la stabilité qui prime. Le support d'un instrument d'astronomie consiste de deux parties: la "monture" et le support au sens strict. La monture sert à pointer le télescope et à compenser le mouvement apparent de l'objet observé (c'est la célèbre question des montures azimuthale ou équatoriale. voir plus de détails). Le support au sens strict est le système sur lequel la monture elle-même reposera (soit le classique trépied, soit le système plus avancé du "pier", une colonne de métal ou de béton). Ce sont les deux éléments qui doivent être stables car le but de l'ensemble monture-support est d'assurer la stabilité de l'instrument pendant l'observation (et d'ainsi participer, d'une certaine façon, à la qualité de l'image). L'ensemble monture-support ne devra être l'objet que d'un minimum de vibrations, d'une part et, d'autre part, il devra absorber et dissiper les vibrations en question le plus rapidement possible. Le grossissement de l'instrument passe ainsi au second plan. Dans un instrument d'astronomie, le grossissement est assuré par l'oculaire. L'oculaire est une pièce optique qui agrandit l'image qui est produite par le système optique principal de l'instrument. La "turbulence" (l'instabilité) de l'atmosphère, les conditions atmosphériques et météorologiques font que le grossissement d'un instrument d'astronomie, même avec les instruments amateurs les plus grands, est limité à 250-300 fois la plupart du temps. Seules quelques nuits d'observation permettront de pousser les plus grands instruments à leur maximum. Ces premières considérations amènent donc cette première conclusion: si votre compte en banque vous le permet, choisissez un instrument avec le plus grand diamètre possible et choisissez le support (monture-support) le plus stable possible. Ce n'est qu'un tel instrument qui vous permettra des observations avancées pour chacun des champs classiques de l'astronomie amateur, de la Lune et de l'astronomie planétaire aux objets du ciel profond

Quel domaine d'observation?

Le domaine d'observation, en matière d'astronomie amateur, s'organise essentiellement en l'observation des planètes, d'une part et l'observation des objets du ciel profond, d'autre part. Le premier champ nécessite un grossissement minimal de 100x. Les objets faibles du ciel profond (galaxies, nébuleuses, etc) nécessitent que beaucoup de lumière soit collectée. D'où que chacun de ces champs d'observation nécessite un instrument ou un type d'instrument spécifique. Le point de vue couramment admis est que ce sont les lunettes astronomiques de longue focale qui sont les plus adaptées à l'observation planétaire et que ce sont les télescopes avec un miroir de grand diamètre qui le sont à l'observation du ciel profond. Une autre considération est la focale de l'instrument. La focale est la distance à laquelle le système optique primaire de l'instrument produit l'image. Le plus la focale d'un instrument est courte pour un diamètre donné, le plus l'image formée est lumineuse. D'où qu'une focale courte est adaptée aux objets du ciel profond. Et inversement, le plus la focale d'un instrument est longue, le plus le grossissement sera important mais le moins l'image sera lumineuse. D'où qu'une focale longue est adaptée à l'observation des planètes. Pour résumer: lunettes et longue focale = planètes, télescopes et courte focale = objets du ciel profond. Chacune de ces deux catégories d'instrument présente, de plus, une série d'avantages et d'inconvénients: les télescopes à miroir fonctionnent la plupart du temps avec un tube ouvert et ont un ensemble optique complexe (un miroir primaire, un miroir secondaire). Ils sont donc sensibles à la température (il faut, en général, laisser à l'instrument le temps de s'adapter thermiquement) et ils ont besoin d'être réglés (il faut périodiquement procéder à une "collimation", qui consiste à aligner- entre eux les systèmes optiques). Enfin, ils sont sensibles à la pollution lumineuse. Les lunettes astronomiques, elles, ont des tubes fermés. Elles ne sont donc quasiment pas concernées par la question de l'adaptation thermique. Comme elles n'ont qu'un système optique simple (essentiellement une lentille -simple ou composée), elles n'ont pas besoin de collimation. Les lunettes, par contre, ont besoin de systèmes de support hauts (ce qui renvoie à la question de la stabilité et des vibrations) et elles sont chères

Ceci dit, une tendance récente, en matière d'instruments, est de développer des lunettes de courte focale -que l'on considère adaptée au ciel profond comme aux planètes. Un problème de ces instruments peut être qu'ils amènent à utiliser des accessoires doubleurs de focale -des "barlows"- dont on dit qu'ils sont devenus de bonne qualité maintenant, mais que la communauté des astronomes amateurs a toujours considéré avec méfiance. De plus, les télescopes de type Schmidt-Cassegrain ("SCT"), un type d'instruments qui existe depuis plus longtemps, sont considérés comme de bons outils à tout faire (ce sont des télescopes à miroir; une lentille correctrice ferme le tube; un miroir secondaire renvoie la lumière vers l'arrière de l'appareil; du fait de leur tube fermé, les Schmidt-Cassegrain ne posent pas la question de l'adaptation thermique, mais ils doivent être collimatés). La communauté des astronomes amateurs a longtemps favorisé ces télescopes qui, bien qu'atteignant un certain prix, sont de bons compromis et sont souvent utilisés pour la photographie astronomique. Ajoutons aussi que les Newton, selon l'opinion de certains, semblent les télescopes les plus polyvalents car, pointent leurs partisans, les Schmidt-Cassegrain ou autres modèles différents sont surtout des instruments conçus pour tel ou tel type d'objet céleste; de ce fait, les Schmidt-Cassegrain sont défavorisés pour l'observation des objets du ciel profond ou les objets de grande dimension. Les Schmidt-Cassegrain sont sujets à la rosée sur la lame de fermeture

La photographie astronomique, par-delà la distinction observation des planètes-observation des objets du ciel profond, est un autre élément à prendre en compte, si vous la pratiquez. Le point essentiel, là, est la monture. La monture, on l'a vu, sert à pointer le télescope et à suivre le mouvement apparent de l'objet observé. Du fait de la rotation de la Terre, la sphère céleste semble se déplacer d'Est en Ouest au cours de l'observation. Une monture sert, entre autres, à compenser ce déplacement. Par ailleurs, les objets du ciel profond demandent de long temps de pose et les planètes ont besoin d'un suivi précis et stable sur des temps de pose de quelques secondes. La Lune ne nécessite que des temps de pose courts et la question de la monture n'est pas essentielle. La "monture équatoriale allemande" a longtemps été le meilleur choix possible. Une monture équatoriale allemande a l'un de ses axes pointé vers le pôle nord céleste. Ce qui fait qu'un seul mouvement suffit à compenser la rotation de la Terre (l'instrument va tourner à la même vitesse que la Terre, mais en sens inverse). La plupart des montures équatoriales allemandes -sauf instruments pour débutants- étaient soit motorisées d'origine, soit pouvaient l'être. Le déplacement de l'instrument était automatique. La période de ces montures semble avoir laissé la place à des montures azimuthales motorisées. Les montures azimuthales, en général, sont des montures de type fourche, à deux axes -un axe Est-Ouest, un axe haut-bas. Dans leur version moderne, ces montures sont associées aux télescopes Schmidt-Cassegrain et permettent un suivi précis et automatique. Il faut cependant utiliser, pour les long temps de pause, un accessoire dit "dé-rotateur de champ" ("field de-rotator") qui maintient le même cadrage de champ. d'autres détails sur la photographie astronomique, voir le tutoriel "La photographie astronomique"

Portabilité, informatique

La portabilité d'un instrument est son aptitude à être facilement transporté et mis en batterie. Ce critère vaut lorsqu'il s'agit de préparer une séance d'observation à l'extérieur de chez soi -dans son jardin ou sa cour, par exemple- voire à l'extérieur même d'une grande ville. La question peut se poser aussi pour des postes d'observation à poste fixe où l'on ne laisse en place que le support et la monture. Si la question de la portabilité est à prendre en compte, il faut poser un certain nombre de questions: quel est le poids de l'instrument? Du support? Pourrez-vous les transporter et les installer seuls ou aurez-vous besoin d'un aide? Est-il simple de solidariser l'instrument sur la monture, et l'ensemble sur le trépied? La question de l'énergie utilisée (piles, secteur, batteries, adaptateur allume-cigare) devient importante aussi. Les fabricants d'instruments d'astronomie, par ailleurs, sont entrés dans l'ère de l'informatique et la question de savoir si votre instrument peut intégrer ces nouvelles technologies, si vous avez envie de les intégrer, se pose presque nécessairement désormais. Beaucoup de télescopes comportent maintenant des fonctions "Go To" (pointage automatisé de l'instrument), des contrôleurs électroniques avec bases d'objets (ces objets en forme de télécommande) ou peuvent être, comme les télescopes professionnels, opérés à partir d'une console d'ordinateur ou d'un ordinateur portable (y compris pour la photographie astronomique). Il faudra donc vous documenter sur toutes ces possibilités contemporaines

Débuter, progresser

Une autre façon d'aborder la question du choix d'un instrument astronomique est de la considérer sur la base de la progression qui fait passer un astronome amateur du stade de débutant à celui d'amateur plus avancé. Un astronome amateur, généralement, commence par débuter, par s'intéresser un peu à tout et par essayer divers champs d'observation. Puis il avance dans son intérêt

Instruments pour débutants Instruments de niveau moyen

Amateurs avancés Le cas des jumelles

Instruments pour débutants

De bonnes lunettes astronomiques de 60 ou 70 mm sont de bons instruments d'initiation. Elles permettent déjà beaucoup et sont faciles à mettre en place et à transporter. Avec de tels instruments, la plupart des caractéristiques lunaires sont identifiables: cratères, chaînes de montagnes, failles. Les phases de Mercure et Vénus sont observables. On accède à l'aspect général de Jupiter et aux quatre satellites galiléens. Saturne est accessible (avec Titan). Même Uranus et Neptune sont déjà résolu en disques de taille délimitée. Mars, par contre, reste un objet difficile pour les instruments de débutants. Les calottes polaires et les grandes zones de la planète rouge sont vues mais une observation sérieuse est difficile. La Lune offre de nombreux champs d'exploration, de type régional. Pour ce qui est des objets du ciel profond, ces instruments d'initiation sont déjà un bon moyen d'aborder la question et ils permettent d'obtenir de bonnes images des objets les plus évidents et les plus connus comme la galaxie d'Andromède, la nébuleuse d'Orion ou certains amas ouverts et globulaires. Les instruments d'initiation permettent par ailleurs de bien avancer aussi dans le domaine des étoiles doubles. Ces lunettes ont, la plupart du temps une monture azimuthale. Un peu au-dessus en termes de possibilités -mais aussi en terme de prix- sont les télescopes Newton de 100 mm d'ouverture avec monture équatoriale (motorisable ou non). Ils ont cependant l'inconvénient d'être des Newton, c'est-à-dire des instruments qui nécessitent une adaptation thermique et, de temps à autre, une collimation. La Lune commence de devenir, avec ces instruments, un riche champ d'exploration car on accède à des régions déjà bien délimitées. L'accès aux planètes reste assez limité, n'améliorant que les possibiliés précédentes mais le nombre et la luminosité d'observation des objets du ciel profond s'améliorent. Un télescope Newton de 100 mm, en conditions semi-urbaines, permet l'accès à la magnitude 10,4. Une très bonne idée, en matière de premier instrument, est de veiller à ce que celui dont vous allez faire l'acquisition soit susceptible d'évoluer de façon à ce que vous puissiez, d'une certaine façon, élargir votre champ d'activité. Il est quasiment obligatoire, pour commencer, de veiller à ce que le porte-oculaire soit au diamètre désormais standard de 1,25 pouce. C'est ce diamètre standard qui vous donne accès, d'une part, à des oculaires complémentaires mais aussi aux accessoires pour la photographie astronomique ou aux miroirs-diagonal -ou renvois coudés (accessoire qui renvoie la lumière à un angle de 90° pour une meilleure position d'observation). Le standard 1,25 pouce est également utile si vous désirez utiliser votre instrument d'observation en lunette terrestre. Un "redresseur d'image" vous permettra d'obtenir une image correctement orientée (les instruments astronomiques, pour ne pas surcharger les systèmes optiques et perdre de la lumière, inversent, la plupart du temps et de différente façon, l'image des objets observés). Une tendance récente, en Europe, est la vente de mallette d'accessoires; mieux vaut ne pas s'y intéresser et acheter des accessoires de qualité au fur et à mesure des besoins réels. En termes de rapport qualité/prix, restez cependant dans le raisonnable: n'achetez pas des accessoires hors de prix pour un instrument de débutant, par exemple (mais ceci est peut-être surtout vrai pour les accessoires optiques car, personnellement, par exemple, j'ai opté pour une webcam dont le prix est celui de ma lunette de 60mm de bonne marque et j'obtiens effectivement un plus)

On notera que le champ des observations, même avec un instrument de petite taille -une lunette de 60mm d'ouverture, par exemple- est important: en effet, il faut du temps pour, à partir d'un même lieu d'observation, épuiser les variables possibles: divers objets célestes, diverses conditions des planètes (opposition, phases, etc.), diverses phases de la Lune, accessibilité de tous ces objets, état du ciel -turbulence, etc. Aussi, même en achetant un instrument de débutant, on doit bien avoir à l'esprit qu'il permettra déjà un temps important d'observation, de l'ordre peut-être de quelques années. Cette considération peut donc jouer dans l'achat de son premier instrument d'observation puisqu'il faudra du temps, si l'on observe de façon raisonnée, avant que l'on envisage de passer à un instrument plus important

un porte-oculaire de diamètre standard 1,25 pouce donne facilement accès à divers accessoires, ainsi un renvoi coudé. site 'Amateur Astronomy'

Instruments de niveau moyen

Ce qu'on considère souvent comme un bon choix dans cette catégorie est un instrument du type de la série des Meade ETX. De tels instruments sont des Maksutov-Cassegrain, bien équipés par rapport à leur prix. Ils permettent d'accéder à des vues détaillées de la Lune, de Vénus, de Jupiter. A Saturne, on accède à la division de Cassini, à l'ombre des anneaux ou aux bandes nuageuses. Mars reste cependant toujours hors de portée réelle. Des objets plus avancés du ciel lointain deviennent accessibles: M57 (la nébuleuse annulaire de la Lyre) et les structures de la galaxie d'Andromède. Les ETX de chez Meade permettent également les premiers travaux photographiques. Des instruments équivalents -pas nécessairement des Maksutov-Cassegrain- sont également trouvables chez Celestron. Certains télescopes de Newton de 15 ou 20 cm de diamètre permettent de légèrement dépasser la capacité de ces instruments. Il est possible qu'en termes de luminosité, commence, pour les Maksutov-Cassegrain, de se poser, dans une gamme de possibilités d'observation équivalente, la question du choix d'une lunette de qualité

Amateurs avancés

Un Schmidt-Cassegrain de 20 cm est l'instrument de base si l'on veut accéder à un travail amateur de haut de gamme. Un Schmidt-Cassegrain de 25 ou 27,5 cm est un instrument qui peut durer une vie. Avec un 20 cm, la Lune devient un champ inépuisable d'observation. Plus de détails sont accessibles sur Mercure et Vénus. Mars, enfin, ne commence à pouvoir réellement être observé qu'à ce niveau. Jupiter est vu plus en détail et les satellites galiléens sont résolus en disques. Saturne est mieux accessible et Uranus et Neptune sont vus avec plus de détails. Pluton ne commence qu'avec un 25 cm. Le nombre d'objets du ciel profond accessibles devient infini. Les grandes galaxies et nébuleuses sont vues de façon splendide (les bandes de poussière de la galaxie d'Andromède par exemple). Les 25 et 30 cm vont un cran au-delà des 20 cm. D'une façon générale on peut signaler que certaines marques de Schmidt-Cassegrain peuvent être assez décevantes car elles peuvent manquer de luminosité (ce qui peut se compenser si l'on n'envisage leur utilisation qu'en termes de photographie); cette question pose donc celle d'opter plutôt pour une lunette astronomique de qualité (mais, là, se pose alors la question du coût et, surtout, de l'encombrement d'une lunette de fort diamètre)

Le cas des jumelles

Le cas des jumelles est un cas à part. Elles peuvent être considérées à la fois comme un instrument d'initiation et comme un outil complémentaire pour amateurs avancés. Utilisées comme instrument d'initiation, les jumelles sont utiles pour acquérir le sens du ciel et des constellations. Des jumelles permettent de balayer le ciel. Elles permettent également un premier accès aux objets du ciel profond. On notera cependant que les jumelles ne sont quasiment d'aucune utilité pour ce qui est des planètes. Une paire de jumelles, d'autre part, est toujours utile et tout astronome amateur gagne toujours à en avoir une à disposition. Elles permettent alors des observations de détente, le "dégrossissage" d'un champ ou la vérification rapide d'un évènement astronomique (une comète par exemple). On notera aussi que les jumelles sont d'excellents instruments, faciles à utiliser, dans certains cas spécifiques (les éclipses de Lune sont un bon exemple). Si vous acquérez une paire de jumelles dans le but d'avoir un second instrument astronomique simple et utile, choisissez-les spécialement conçues pour l'astronomie (essentiellement champ large et lumineux). Des 7x50 ou des 11x80 peuvent être un bon choix. Les grandes binoculaires spécialement conçues pour l'astronomie (ouverture de 100mm, par exemple et oculaires mobiles) peuvent présenter, pour de nombreux modèles, de l'aberration chromatique au-dessus d'un grossissement de 40x